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《昆明理工大学》 2018年
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烟杆纳米纤维素及自组装纳米纸的制备和性能研究

王庆波  
【摘要】:农业废弃物的资源化利用可以同时解决环境污染问题和资源紧缺问题,具有重要的环境与经济效益。从农业废弃物等分离出的纳米纤维素是一种可再生的纳米材料,具有十分优越的性能和广泛的应用前景。本研究以烟杆为材料,采用亚硫酸铵预处理和甲酸预水解提取不同木质素含量烟杆纤维素样品,再将烟杆纤维素样品分散在N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中后,结合高压均质制备含木质素的纳米纤维素,并通过抽滤和真空干燥法以纳米纤维素制备烟杆自组装纤维素纳米纸。本文探究了残余木质素对纳米纤维素及纤维素纳米纸性能的影响。在此制备流程中,亚硫酸铵预处理所产生的废液可以用于生产木质素基氮肥,甲酸和DMAC可回收重复利用,因此整个制备过程绿色、可持续。研究发现,木质素会阻碍纳米纤维素的分丝化,含木质素的纳米纤维素直径较粗。木质素在纤维素纳米纸中起到了“粘合剂”的作用,大大加强了纤维素纳米纸的机械性能(抗拉强度、韧性等)。当残余木质素含量从0%提升至3.4%时,所制备纤维素纳米纸的抗拉强度和韧性分别从179 MPa和12.8 MJ?m~(-3)提升至255MPa和19.7 MJ?m~(-3);其湿强度也得到了大幅增强,当残余木质素含量从0%提升至13.7%时,所制备纤维素纳米纸的湿强度从18 MPa提升至84 MPa,克服了纤维素纳米纸湿强度低的缺点。另外,残余的木质素还能增强纤维素纳米纸的热稳定性。随着纤维素纳米纸中木质素含量的增加,其紫外线屏蔽率也大幅提升。当残余木质素含量达到5.8%时,紫外线A和紫外线B的屏蔽率可达93%和99.9%以上。另一方面,纤维素纳米纸的雾度也随着木质素含量增加而提高,当纤维素纳米纸不含木质素时,其雾度为76.3%,而当木质素含量为13.7%时,雾度可以达到95%。此外,当木质素含量从0%上升至13.7%时,纤维素纳米纸的水接触角从61.2o提高至90.1o。而且所制备的纤维素纳米纸的耐水性也很好,它们在水中浸泡100天后仍然可以保持原有形状。本研究中所制备的纤维素纳米纸柔性好,机械性能好,阻隔性能好,耐水性好,还具有紫外线屏蔽功能。综上所述,本文以农业木质纤维废弃物烟杆作为材料,以环境友好、可续持的方法制备了含木质素的纳米纤维素和纤维素纳米纸,将烟秆变废为宝,为农业废弃物的高附加值利用提供了一种新的思路。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TB383.1;X71

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶协锋;于晓娜;孟琦;刘迎昌;宋显锋;刘国庆;刘媛媛;聂鑫;;烤烟秸秆炭化后理化特性分析[J];烟草科技;2015年05期
2 杨军艳;毕宇霆;吴建新;孙小玲;;木质素化学改性研究进展[J];上海应用技术学院学报(自然科学版);2015年01期
3 谢慧;张兆昆;吴琼;王风芹;任天宝;宋安东;;玉米秸秆水解液发酵产琥珀酸的条件优化研究[J];中国酿造;2014年04期
4 龚迎春;李晓平;吴章康;周中原;;烟秆制备刨花板的力学性能研究[J];西部林业科学;2013年06期
5 李祯祺;许丽;徐萍;;木质纤维素生物炼制的国际发展态势分析[J];生物产业技术;2013年04期
6 邵伏文;薛宝燕;;明清时期烟草在我国的引种及栽培技术[J];安徽农业科学;2012年08期
7 张金明;张军;;基于纤维素的先进功能材料[J];高分子学报;2010年12期
8 周建;曾荣;罗学刚;;木质素化学改性的研究现状[J];纤维素科学与技术;2006年03期
9 刘秉钺,李淋,杨大成;稻草亚铵法优化蒸煮工艺条件[J];黑龙江造纸;2003年04期
10 汪新民,蒋宗豪;亚铵法制浆黑液作肥料对水环境影响的研究[J];农村生态环境;1998年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张利波;烟杆基活性炭的制备及吸附处理重金属废水的研究[D];昆明理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈亚鹏;木质素磺酸盐改性研究[D];济南大学;2012年
2 王磊;木质素的提取、改性及其综合利用[D];山东师范大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴福芳;沈晓宝;谭兰兰;徐华杰;胡小娟;戴亚;盛良全;;烟草秸秆的综合利用与展望[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2015年04期
2 李杰;孟献瑞;翟翠萍;刘迎秋;马宁;于锦华;张文凯;;石墨烯量子点与纤维素构筑的蓝色发光水凝胶研究[J];广州化工;2015年23期
3 侯莲霞;刘彦辉;田金玲;李瑞雪;任世学;;啶虫脒/木质素两性表面活性剂/膨润土缓释剂的制备及性能[J];生物质化学工程;2015年06期
4 白盼星;陈胜;郑庆康;;纳米纤维素重金属离子吸附材料研究进展[J];纺织科技进展;2015年06期
5 刘志宏;柴敬超;张建军;崔光磊;;高性能纤维素基复合锂离子电池隔膜研究进展[J];高分子学报;2015年11期
6 郑学晶;王丽;刘捷;裴莹;秦树法;汤克勇;;微纤化纤维素增强聚合物基复合材料研究进展[J];高分子通报;2015年08期
7 曾小峰;白小鸣;盖智星;彭雪娇;王华;;响应面试验优化超声辅助提取柚皮纤维素工艺[J];食品科学;2015年14期
8 冯智莹;王忠;葛昊;王敏;宋建会;徐敏;;抗菌性纤维素/纳米银复合膜的制备及表征[J];塑料工业;2015年06期
9 李文婷;;木质素在离子液体中溶解及改性的研究进展[J];广州化工;2015年10期
10 吕芳兵;张传杰;王潮霞;朱平;;棉织物的离子液体溶解法回收[J];纺织学报;2015年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李一冉;香蒲活性炭的制备、原位改性及对抗生素和重金属的吸附机理研究[D];山东大学;2018年
2 王伟卓;钢渣给水污泥陶粒-PRB材料修复铜、铅污染研究[D];吉林大学;2017年
3 张玲;蓖麻基多孔材料的制备、特性及应用研究[D];昆明理工大学;2017年
4 郑照强;紫茎泽兰微波热解行为及产物综合利用研究[D];昆明理工大学;2015年
5 资文华;微波法制备生物质梗颗粒材料及应用[D];昆明理工大学;2015年
6 王静;湿生植物基活性炭的制备、表征及其对重金属镍离子吸附性能的研究[D];山东大学;2014年
7 朱敏聪;膨胀石墨基复合材料的制备、改性及其对水中特定污染物去除的研究[D];东华大学;2012年
8 刘伟;喜旱莲子草的生物防治技术、机理及资源化利用研究[D];华东师范大学;2012年
9 郑刘春;玉米秸秆及其纤维素的改性和吸附水体镉离子的机理研究[D];华南理工大学;2011年
10 刘青松;微波法制备竹基活性炭及强化湿式氧化处理含酚废水研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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1 马强;微量金属元素螯合肥制备方法研究[D];郑州大学;2018年
2 王庆波;烟杆纳米纤维素及自组装纳米纸的制备和性能研究[D];昆明理工大学;2018年
3 刘娜娜;微波辅助醇解木质素制备高价值酚类化合物的机理研究[D];东南大学;2017年
4 王新惠;MIEC催化剂设计、制备及其催化热解甘蔗渣木质素构效关系研究[D];东北石油大学;2017年
5 郭忠;不同种类木质素热解特征及热解产物分析[D];中南林业科技大学;2017年
6 李双洋;甲酸木质素的提取、结构表征及化学改性的研究[D];青岛科技大学;2017年
7 纪楠;大豆秸秆木质素和纤维素含量与近红外光谱相关性模型研究[D];东北农业大学;2016年
8 王珏珏;吸附重金属水凝胶的制备及其在冶金污泥资源化中的应用[D];武汉工程大学;2017年
9 姜力凤;木糖渣/麦草碱木质素分离纯化、结构表征及化学改性的研究[D];齐鲁工业大学;2016年
10 王卓;纳米木质素磺酸钠对锌胁迫下小麦、绿豆种苗生长影响的研究[D];辽宁师范大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周宝文;哈成勇;邓莲丽;莫建强;孙淳宁;沈敏敏;;超声波辅助木质素磺酸钠烷基化合成表面活性剂[J];高分子学报;2013年11期
2 叶协锋;刘红恩;孟琦;陈树伟;胡战军;孙曙光;马君红;于晓娜;;不同类型烟秸秆化学组分分析[J];烟草科技;2013年10期
3 陈福泉;赵永青;冯彦洪;瞿金平;;木质素/热塑性塑料复合材料界面增容的研究进展[J];化工学报;2014年03期
4 李晓平;吴章康;张聪杰;;烟秆纤维部分物理性能在纵向上的变异特性[J];浙江农林大学学报;2013年04期
5 路瑶;魏贤勇;宗志敏;陆永超;赵炜;曹景沛;;木质素的结构研究与应用[J];化学进展;2013年05期
6 蒲伟;任世学;马艳丽;方桂珍;;钯/炭(Pd/C)催化氢还原碱木质素的抗氧化性能[J];食品科学;2013年07期
7 张勇军;杨昊;钱立民;吴绍春;杨宝堂;;浅谈木材含水率对刨花板生产的影响[J];中国人造板;2013年04期
8 唐荣燕;林国利;詹满军;龙兹明;;单板含水率与桉木单板层积材性能关系初探[J];中国人造板;2012年09期
9 袁金华;徐仁扣;;生物质炭对酸性土壤改良作用的研究进展[J];土壤;2012年04期
10 张杨;马岩;;微米长刨花骨伤成组固定夹板造型设计研究[J];西部林业科学;2012年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 吴达会;共聚改性木质素磺酸盐减水剂的制备研究[D];南京林业大学;2011年
2 李诚;木质素磺酸钙减水剂的改性研究[D];济南大学;2007年
3 徐子芳;氨基磺酸盐减水剂合成及改性水泥混凝土性能研究[D];安徽理工大学;2006年
4 张东华;木质素磺酸盐的改性及其性能研究[D];大连理工大学;2005年
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1 马南钢;;复合材料及纳米工程研究的新进展[J];国际学术动态;2006年03期
2 何柏林;颜亮;史建平;陈朝霞;;金属材料表面自纳米化及其研究现状[J];热加工工艺;2009年20期
3 丛志新;王宇;;浅析表面自身纳米化及其应用进展[J];热处理技术与装备;2008年01期
4 胡国雄;盛光敏;韩靖;;塑性变形诱发表面自纳米化的研究及其应用[J];材料导报;2007年04期
5 邹龙,范学工,桂卉;纳米化头孢唑林钠对细菌敏感性的体外实验[J];中南大学学报(医学版);2005年03期
6 何丹农;;探索加快推动纳米科技应用的方法和思路[J];中国粉体工业;2008年02期
7 高鹏;;表面自纳米化对钛及钛合金性能影响的研究现状[J];西部皮革;2016年20期
8 梁永立;张俊宝;宋洪伟;;表面自纳米化钢铁材料的研究进展[J];世界钢铁;2011年02期
9 王越田;盛光敏;孙建春;卢昊;;镍在自纳米化纯铁表面的扩散系数研究[J];材料导报;2010年S2期
10 杨银辉;严彪;张俊宝;;金属材料表面自身纳米化研究进展[J];材料导报;2009年21期
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1 程虎民;;中药的超细化与纳米化[A];中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会论文集[C];2011年
2 姜辉;汪德清;宋淑珍;董矜;田亚平;;纳米化技术对玉米活性物质抗氧化水平的增效研究[A];第十届全军检验医学学术会议论文汇编[C];2005年
3 张广源;李周亭;杨学斌;王霞;尚凤琴;;纳米化炸药制备工艺综述[A];第十六届中国科协年会第九分会场含能材料及绿色民爆产业发展论坛论文集[C];2014年
4 李春生;张国英;周春远;陈军;;锌-空气电池关键材料纳米化及性能研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
5 王磊;;纳米多孔复合材料的制备及其生物应用[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题O:共价骨架高分子与二维高分子[C];2017年
6 黄勇;;在纤维素纳米化过程中微环境极性对纳米材料形貌结构的调控[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题P:生物基高分子[C];2017年
7 韩磊;;MOF纳米晶及其复合纳米材料的制备及性能研究[A];中国化学会第八届全国配位化学会议论文集—口头报告[C];2017年
8 唐新峰;李涵;谢文杰;;结构纳米化设计提高材料热电传输性能——熔体旋甩结合放电等离子烧结技术在热电材料制备中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 胡兰青;李茂林;卫英慧;许并社;;铝合金高能喷丸表层纳米化的TEM观察[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
10 陶德华;张玉伟;付尚发;;纳米化微粒在脂中的润滑性[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
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1 本报记者 桂运安;神奇纳米 开启智慧“组装”之旅[N];安徽日报;2017年
2 吕林;联合荣大开发节能纳米碳化硅红外辐射涂料[N];中国冶金报;2009年
3 辛奋;纳米将带给我们一个什么样的世界?[N];中国中医药报;2001年
4 刘春燕;赢在纳米时代[N];华夏时报;2001年
5 王永利;吴金龙:创新就是否定自我[N];科技日报;2001年
6 ;塑造未来材料科学日新月异[N];科技日报;2003年
7 张芳;纳米护肤品其实没那么神[N];科技日报;2005年
8 中国青年报·中青在线记者 邱晨辉;不看论文,就看现实生产力[N];中国青年报;2018年
9 记者 薛冬;纳米化技术表面氮化应用获重要进展[N];光明日报;2003年
10 记者 王钰;纤维素纳米化技术体系或将建立[N];中国绿色时报;2015年
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1 刘瑞远;硅纳米结构异质结太阳能电池的光电转化及电能存储研究[D];苏州大学;2017年
2 尤增宇;类石墨相氮化碳/窄带隙半导体纳米复合光催化剂制备及其构效关系研究[D];浙江大学;2018年
3 孙慕华;纳米微区锂离子固态电化学过程的原位透射电镜研究[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2018年
4 付虎辉;稀土掺杂无机纳米材料的制备、发光性能及应用研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所);2018年
5 陈美玲;聚对苯撑苯并双噁唑纳米纤维复合材料的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
6 赵超亮;氮化镓和氮化铝晶体及纳米结构的合成与力学性质表征[D];哈尔滨工业大学;2017年
7 钟颖;Cu_6Sn_5纳米颗粒低温烧结机理及耐高温纳米晶接头的制备[D];哈尔滨工业大学;2017年
8 蔡学成;纳米/超细晶镁合金的制备与组织性能研究[D];燕山大学;2017年
9 庞飞;基于纳米结构的光催化材料体系的研究[D];华东师范大学;2017年
10 杨恒攀;有机掺杂纳米金属电极的制备及其电合成应用[D];华东师范大学;2017年
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1 安惠芳;水凝胶衍生的三维多孔硅基材料的制备及其储锂性能研究[D];南京师范大学;2018年
2 徐敏;稀土掺杂核壳纳米晶上转换发光材料及其在温度传感与水检测上的应用研究[D];杭州电子科技大学;2018年
3 李威;水解法制备纳米TiO_2的研究[D];昆明理工大学;2018年
4 李彩新;丁苯橡胶/炭黑/蔗渣纳米纤维素的性能与界面研究[D];华南理工大学;2018年
5 巩筱;纳米纤维素纤丝的改性及其应用研究[D];江南大学;2018年
6 夏兆康;CoFe_2O_4复合纳米纤维材料的静电纺制备及性能研究[D];江南大学;2018年
7 程城;四种农药纳米化及其光控缓释体系研究[D];浙江大学;2017年
8 王庆波;烟杆纳米纤维素及自组装纳米纸的制备和性能研究[D];昆明理工大学;2018年
9 孙欣;T-Nb_2O_5纳米复合材料的制备及其储锂性质研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
10 王晓强;自催化制备金属粒子/二氧化硅纳米复合胶囊及其结构调控[D];哈尔滨工业大学;2018年
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